虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是運用計算機對現(xiàn)實世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，能夠提供生動、逼真的虛擬環(huán)境，因此，在教育領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用前景，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

虛擬場景的創(chuàng)設(shè)。虛擬場景是指通過虛擬現(xiàn)實在不同的時間或地點表示出在現(xiàn)實生活中可能出現(xiàn)的一些場景，在各種語言教學(xué)中應(yīng)用非常廣泛，尤其是作為語言學(xué)科的語文或英語等，在教學(xué)過程中經(jīng)常需要采用情境教學(xué)法[1]。

在英語語言學(xué)習(xí)的情境創(chuàng)設(shè)上，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)所創(chuàng)建的虛擬教學(xué)環(huán)境將成為英語語言教學(xué)的重要手段。通過虛擬現(xiàn)實，學(xué)生可以和國外友人面對面進(jìn)行交談，也可以感受美國總統(tǒng)競選時演講的現(xiàn)場氣氛。在由學(xué)生進(jìn)行角色扮演時，虛擬現(xiàn)實也可以起到創(chuàng)設(shè)特定情境的作用。采用虛擬現(xiàn)實，可以使學(xué)生完全沉浸到教學(xué)所需要的各種環(huán)境中去，如可以利用虛擬現(xiàn)實創(chuàng)設(shè)商店、醫(yī)院等場景，指導(dǎo)學(xué)生扮演各種角色，這對提高學(xué)生的外語綜合能力無疑是一個很大的突破。

技能訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實技術(shù)所特有的沉浸性和交互性等特征，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演特定的角色，全身心投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生技能訓(xùn)練。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練。例如外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、軍事作戰(zhàn)技能、汽車駕駛技能、電器維修技能等各種職業(yè)技能訓(xùn)練。由于這些虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險，學(xué)生可以毫無顧慮地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。

虛擬仿真校園。眾所周知，學(xué)習(xí)氛圍、校園文化對教育的影響和作用是不可忽視的。老師、同學(xué)、教室、課堂、實驗樓等等，甚至校園的一草一木，每一次活動無不潛移默化地影響著每一個學(xué)生，伴隨著他們成長。學(xué)生從中得到的教益從某種程度來說，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出書本所給予的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以仿真校園環(huán)境。隨著網(wǎng)絡(luò)教育的迅猛發(fā)展，尤其是寬帶技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始逐步推廣使用虛擬校園模式。先后有浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)等著名高校，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建設(shè)了虛擬校園。同時，像北京四中、北京景山學(xué)校也都有了自己的虛擬校園。虛擬校園使得各類有實力的學(xué)校開始走向開放辦學(xué)的模式。

虛擬儀器。近年來，虛擬儀器技術(shù)在國際上發(fā)展非常迅速。這要歸功于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)虛擬化儀器模式——虛擬儀器，特別適用于當(dāng)今越來越復(fù)雜的測試需求。虛擬儀器技術(shù)突破了傳統(tǒng)電子儀器以硬件為主體的模式，使用戶利用計算機、一組軟件和極少的必需硬件，就可在屏幕上虛擬出與傳統(tǒng)儀器相似的顯示面板，使用者通過鼠標(biāo)和鍵盤操縱面板上的虛擬按鈕、開關(guān)、旋鈕來實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的各種功能操作，通過面板上的虛擬顯示屏、數(shù)碼顯示器和指示燈了解儀器的狀態(tài)讀取或打印測量結(jié)果，方便靈活地完成對被測試測量的采集、分析、判斷、顯示及數(shù)據(jù)存儲等[2]。與臺式儀器相比，虛擬儀器在功能、性能上并不遜色，并又有使用方便，操作簡潔的特點。

虛擬課堂。作為傳統(tǒng)課堂的延伸，虛擬課堂突破了空間、時間的限制，使課堂教學(xué)不再局限于有形的教室中。在空間上，大到宇宙宏觀環(huán)境，小至粒子結(jié)構(gòu)的微觀環(huán)境，都可以在虛擬課堂中進(jìn)行全方位研究和觀察；在時間上，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可在很短時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬，通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果[3]。例如，在虛擬的化學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可以按照自己的假設(shè)，將不同的分子組合在一起，電腦便虛擬出組合的物質(zhì)來。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生還可以進(jìn)行溫室效應(yīng)、電路設(shè)計、建筑設(shè)計等方面的探索學(xué)習(xí)，從而達(dá)到理論與實踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)效果。

虛擬實驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的自身優(yōu)勢使得它在各個學(xué)科的教學(xué)中都可以大有作為。尤其在建筑、機械、物理、化學(xué)等學(xué)科有著質(zhì)的突破。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以建立各種虛擬實驗室，在“實驗室”里學(xué)生可以自由地做各種實驗。一些易危害人體健康的實驗或?qū)嶒炘O(shè)備特別精密、昂貴，且具有一定的危險性，學(xué)生不能直接進(jìn)行實驗，難以提高實驗技能。利用虛擬實驗系統(tǒng)，學(xué)生在虛擬實驗室中可以放心地去做各種現(xiàn)實中無條件實現(xiàn)的（真空環(huán)境等）或者危險或危害人體的實驗，操作各種精密設(shè)備，親歷實驗過程，獲得實驗結(jié)果。

虛擬遠(yuǎn)程教育。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可為高校擴大招生后設(shè)置的分校和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點提供可移動的電子教學(xué)場所，通過交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程目錄和網(wǎng)站，由局域網(wǎng)工具作為校園網(wǎng)站的鏈接，可對各個終端提供開放性的、遠(yuǎn)距離的持續(xù)教育，還可為社會提供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)的機會，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益與社會效益。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一門涉及眾多學(xué)科的新的實用技術(shù)，它能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實社會類似的環(huán)境，從而能夠解決學(xué)習(xí)媒體情景化及自然交互性的要求。因此，在教育領(lǐng)域中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)有著極其巨大的應(yīng)用前景。盡管目前由于各種原因虛擬現(xiàn)實技術(shù)還未能普及，但可以預(yù)見，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價格的不斷降低，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，以其自身強大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力，將越來越受到政府及教育工作者的重視和青睞，最終在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。

[1]馬新德，湯沛等.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)[J].河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2004，（4）：82-83.

[2]虛擬儀器創(chuàng)始人[EB/OL].http://www.ni.com/virtualinstrumentation/zhs/.

[3]李志文，韓曉玲.虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J].信息技術(shù)與信息化，2005，（3）：94-96.

陜西延安大學(xué)